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、简述

　　多年来，可编程控制器(以下简称PLC)从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强造车网，实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。

　　二、PLC的应用领域

　　目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：

　　1.开关量逻辑控制

　　取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

　　2.工业过程控制

　　在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量)，PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

　　3.运动控制

　　PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

　　4.数据处理

　　PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

　　5.通信及联网

　　PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展汉阳科技，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

　　三、PLC的应用特点

　　1.可靠性高，抗干扰能力强

　　高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术塑料工业网版权所有，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能金属加工网版权所有，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。

　　2.配套齐全，功能完善，适用性强

　　PLC发展到，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现搜企网，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

　　3.易学易用，深受工程技术人员欢迎

　　PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。

　　4.系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造

　　PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。

　　四、PLC应用中需要注意的问题

　　PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈造车网，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：

　　1.工作环境

　　(1)温度

　　PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。

　　(2)湿度

　　为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。

　　(3)震动

　　应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施塑料工业网，如采用减震胶等。

　　(4)空气

　　避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。

　　(5)电源

　　PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端金属加工网，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。

漏型逻辑：当信号输入端子流出电流时，信号变为ON，为漏型逻辑； 
源型逻辑：当信号输入端子流入电流时，信号变为ON，为源型逻辑。 
以上概念可能不大好理解，可以这样简单地判断（只以正电源为例）： 
当信号端子发出“ON”信号时，如果此时其电压为低电平（0V），则为漏型逻辑； 
当信号端子发出“ON”信号时，如果此时其电压为高电平（PLC、变频器等一般为24V），则为源型逻辑。 
再举另一种说法： 
源型输入就是高电平有效，意思是电流从输入点流入，漏型输入是低电平有效，意思是电流从输入点流出。 
从接线的角度上来讲，源型输入需要把公共端（1M和2M）接成M（就是24V的—），这样电流就通过L+（就是24+）进入传感器，再进入PLC的Ix.x接线端子，再通过内部电路和公共端连接；漏型输入需要把公共端（1M和2M）接成L+（就是24V的+），这样电流就先通过公共端就从PLC的Ix.x接线端子流出，然后进入传感器，后回到M（就是24V的—）。 
当不同类型的自动化产品互相连接时，特别要注意其逻辑是否相同，举例来说，S7-224DC/DC/DC的输入、输出均属于源型逻辑，当它与三菱FR-E500系列变频器连接时，要将变频器逻辑设置为源型逻辑；反之，当三菱系列PLC之AY40输出模块与FR-E500系列变频器连接时，要将变频器逻辑设置为漏型逻辑。

 随着电力系统的发展，单机容量不断增大，远距离输电线路不断增多，对电力系统运行的稳定性和机组运行的可靠性提出了更高的要求。迫切需要性能优、功能多、可靠性高的励磁控制器以满足电力系统稳定及综合自动化的要求。同时，随着电站监控系统的不断普及，对励磁系统的可靠性，自动化程度，通讯组网能力，和系统扩展性能提出了更高的要求。PLC因可靠性高、运用灵活在自动控制领域获得广泛的应用，随着电子技术的快速发展，PLC性能日益扩充、速度不断提高，价格不断下降，已不再是传统意义上的完成顺序控制的PLC，发展为具有快速响应、指针运算和浮点运算等多项实时控制功能的控制器，目前在电力设备中,调速器、保护、水机自动化、监控都成功的使用了PLC 可编程序控制器。随着市场的发展和技术的进步，将PLC技术应用于励磁调节系统已不存在市场和技术上的障碍，具有广阔的市场前景。

    采用PLC可编程序控制器的励磁调节系统具有以下优点：

1． 可靠性高

微控制器励磁系统，由于在受到干扰时存在 “死机”的问题，所以目前微机励磁系统均使用多通道多微机技术来提高系统的可靠性，如此系统就比较复杂；而PLC由于其工作方式、工作原理的特点具有很高的抗干扰能力，所以采用PLC技术的励磁系统具有很高的可靠性。

2． 结构简单

由于PLC的可靠性高，抗干扰能力强，不存在“死机”的问题，所以不需要多通道多“PLC”技术来提高系统的可靠性，因此系统构成简单；同时，励磁系统具有逻辑操作回路，由PLC来完成，则系统构成更为简单。

3． 智能化调节和控制灵活

当今PLC运算速度很高，控制指令丰富，具有浮点运算、指针运算、中断响应等功能，为智能化实时调节提供了物理基础，同时由于PLC特有的继电逻辑功能，可以将智能化实时调节和继电逻辑操作结合起来，使得系统控制灵活多变。

4． 强大的网络功能

PLC的组网功能很强，不但可以和上位机通讯而且PLC之间也可以组网通讯，具有很强的扩展性，开放性。

可编程序控制器励磁系统，除具有硬件简单、软件丰富、功能多、调试简便的特点外，更能适应现代控制技术的要求，如优控制、自适应控制等，还具有高可靠性，图形化操作、通讯组网和系统扩展性强的特点，是实现全厂计算机控制的优良选择。

可编程序控制器励磁系统，适用于大中型自并励、自复励或他励水轮发电机组的电压自动调节和无功调节，适于在电力系统各种运行条件下工作。

西门子的ET200是基于PROFIBUS-DP现场总线的分布式I/O，可以与经过认证的非西门子公司生产的PROFIBUS-DP主站协同运行。

    PROFIBUS是为全集成自动化定制的开放的现场总线系统，它将现场设备连接到控制装置，并保证在各个部件之间的高速通信，从I/O传送信号到PLC的CPU模块只需毫秒级的时间。

    全集成自动化概念和STEP7使ET200能与西门子其他的自动化系统协同运行，实现了从硬件配置到共享数据库等所有层次上的集成。所有的I/O均在一个软件的控制之下，因此用户在增加程序时不需要额外的培训。

    因为ET200只需要很小的空间，故能使用体积更小的控制柜。集成的连接器代替了过去密密麻麻、杂乱元章的电缆，加快了安装过程，紧凑的结构使成本大幅度降低。

    ET200能在非常严酷的环境（例如酷热、严寒、强压、潮湿或多粉尘）中使用，能提供连接RPOFIBUS网络的接口，可以节省费用昂贵的抗电磁干扰措施。

    ET200集成了以下的功能：

    1．电动机起动器

    集成的电动机起动器用于异步电动机的单向或可逆起动，可以直接控制7.5kW以下的电动机，节省了动力电缆，馈电电缆大电流达40A，一个站可以带6个电动机起动器。

    通过PROFIBUS现场总线网络可以调用开关状态和诊断信息，运行时能更换电动机起动器。

    2．气动系统

    经过适当的配置，ET200能用于阀门控制。ET200X很容易安装上这种阀门，直接由PROFIBUS总线控制，并由STEP7软件包组态。

    3．变频器

    ET200X用于电气传动工程的模块提供变频器的所有功能。

    4．智能传感器

    光电式编码器或光电开关等可以与使用IQSense智能传感器的ET200S进行通信，可直接在控制器上进行所有设置，然后将数值传送到传感器。传感器出现故障时，系统诊断功能将自动发出报警信号。

   5．安全技术

    ET200可以在冗余设计的容错控制系统或安全自动化系统中使用。集成的安全技术能显著地降低接线费用。安全技术包括紧急断开开关、安全门的监控以及众多与安全有关的电路。通过ET200S故障防止模块、故障防止CPU和PROFISafe协议，与故障有关的信号亦能同标准功能一样在PROFIBUS网络上进行传送。

    6．分布式智能

    ET200S中的IM151/CPU类似于大型S7控制器的功能，可以用STEP7对它进行编程。它用分布式智能传送I/O子任务，从而减轻了中央控制器的负担，能对时间要求很高的信号作出快速响应并简化对部件的管理。

    7．功能模块

    它们是用于ET200M和ET200S的附加模块，例如计数器、步进电动机或定位模块，以模块化的方法扩展分布式I/O的功能。

    在启动前，ET200检查总线电缆和接口，可以通过BT200总线测试单元来检查部件的状态。在运行时，用监视和诊断工具提供不同部件的状态信息。PLC可以通过PROFIBUS从I/O设备调用诊断信息，还可以接收到易于理解的报文。STEP7软件包自动地检测系统故障，并采取必要的响应措施。在运行时，可以使用诊断中继器对电缆进行检查和S7-DIAG诊断工具快速高效地确定过程中发生的故障。